19.10.2021 15:39

    Как разработки петербургских молодых ученых внедряются в производство

    Созданные в стенах вузов технологии получают реальное воплощение в отраслях экономики. Пример - Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ), где десятки разработок по совершенно разным направлениям оказались очень востребованными на предприятиях. Причем эти разработки касаются не только техники, но и биологии, и даже сельского хозяйства.

    Так, в лаборатории легких материалов и конструкций Института машиностроения, материалов и транспорта молодые ученые работают над соединением деталей легкого пешеходного моста из алюминия, который будет украшать город Бор Нижегородской области. Да, в стране уже есть с десяток алюминиевых пешеходных мостов. Уникальность конкретного моста в том, что при его изготовлении используются уникальные технологии. В вузе разработана своя технология сварки трением с перемешиванием, а в качестве материала выбрана также новинка - алюминиево-магниевый сплав определенной марки. Этот новый сплав недавно стал доступен для широкого применения, поэтому всю работу по конструированию и постройке моста в Боре можно назвать пионерской.

    - Почему мы предложили использовать новую технологию сварки трением с перемешиванием? Давно известно: не все элементы сплавов алюминия легко соединяются традиционными методами плавления, той же дуговой, лазерной сваркой. Сплавы могут иметь высокие механические свойства - сравнимые с теми, которые есть у стали, однако из-за того, что детали плохо свариваются между собой, такие сплавы мало используются в машиностроении. Простой пример: видели старые лодки из алюминия? Они с заклепками. Сварить невозможно. А применение нового метода сварки позволяет отлично соединять детали. Новый метод настолько хорош, что сварка не ухудшает свойства металла. При этом конструкции из алюминия прочны и легки. А современный тренд - на сокращение массы, в том числе в авиации. Уменьшая вес, уменьшаем затраты на горючее, - поясняет Федор Исупов, инженер лаборатории.

    Сам метод сварки трением с перемешиванием - не нов и был запатентован английскими учеными. Однако срок патента закончился, и теперь компании и вузы получили возможность внедрять эту технологию на своих площадках. Естественно, внося свои новые подходы.

    Что касается нового пешеходного моста (он со смотровой площадкой), то, как пояснили ученые, он будет первым, но не последним. Следом за ним начнут применять методику для создания уже автомобильного моста. Пешеходный мост планируется полностью построить к следующему году. Крупные конструкции будут соединять уже на месте.

    Несколько разработок вуза направлены на повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Так, в лаборатории "Математическая биология и биоинформатика" разработаны математические компьютерные модели для предсказания важных экономических признаков растений (на основе генотипа).

    - Такие модели в сельском хозяйстве называют геномной селекцией. Обычно на создание нового сорта требуется 10-12 лет. С помощью моделей геномной селекции процесс можно ускорить в несколько раз. Причем наша модель, созданная при помощи методов машинного обучения, работает лучше современных аналогов, поскольку при одинаковой предсказательной способности оперирует меньшим количеством параметров, - сказала Мария Самсонова, заведующая лабораторией.

    Небольшое число параметров, как пояснили специалисты, дает возможность рассчитать генотипы потомков от каждой "родительской пары" и выбрать лучшую из них.

    Крайне важно исследование, посвященное изучению льна. Лен сейчас стал крайне востребован. Не только потому, что из него шьют дышащую и очень прочную одежду, но и потому, что он используется для изготовления композитных материалов. А это уже сразу несколько отраслей промышленности.

    Десятки разработок студентов по совершенно разным направлениям оказались очень востребованными на предприятиях

    Ученые СПбПУ совместно с коллегами, в том числе с Федеральным научным центром лубяных культур, впервые в мире расшифровали геном гриба, атакующего лен. Этот грибок является близким родственником гриба, который вызывает "панамскую болезнь" у бананов и который уже полностью уничтожил несколько сортов бананов. Поэтому опасность грибка льна нельзя недооценивать.

    - Борьба между этим паразитом и растением идет постоянно. Люди создают устойчивые растения, а паразит находит пути, чтобы обойти эти барьеры, которые человек воздвигает. Поэтому нужно постоянно получать новые устойчивые сорта, и результаты исследования генома грибка в этом помогут. Мы ищем гены устойчивости к грибку у самого растения и пытаемся понять механизмы ответа на заражение паразитом, - уточняет Самсонова.

    А одно из направлений разработок Инжинирингового центра - создание "цифровых двойников" для различных отраслей промышленности, в том числе для судостроения. "Цифровые двойники" - новый тренд, который сейчас бурно развивается. Благодаря "цифре" достигается ощутимый экономический эффект: моделирование на компьютере уменьшает не только количество реальных испытаний тех или иных приборов или деталей, но и в несколько раз снижает нужное для испытания число опытных образцов. То есть сокращаются сроки и стоимость создания приборов.

    Сейчас в стенах центра проходит реализация масштабного проекта по разработке "цифрового двойника" морского газотурбинного двигателя.

    А новые лазеры с короткими импульсами ультрафиолетового и зеленого диапазонов, разрабатываются в лаборатории "Лазерные и плазменные технологии". Работы ведутся совместно с крупнейшими корпорациями, в том числе Роскосмосом и Росатомом.